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3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯的制备及其对尿毒症毒素的吸附性能研究

作　者: 王献玲
导　师: 方桂珍
学　校: 东北林业大学
专　业: 林产化学加工工程
关键词: 慢性肾衰竭尿素肌酐吸附 3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯海藻酸钙微球
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

尿素和肌酐是慢性肾衰竭患者体内积聚的两种主要毒素，去除体内过量的毒素是治疗慢性肾衰竭的关键。本研究以微晶纤维素为原料，根据尿素和肌酐的性质，创造性的设计、合成了一种新型治疗慢性肾衰竭的复合靶向口服吸附剂——3，5—二硝基苯甲酸氧化纤维素酯，并将其应用到对尿素和肌酐的吸附中。本课题是高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(项目编号：20060225008)中的部分内容。超声波法活化微晶纤维素(简称MCC)。通过XRD、SEM、以及聚合度、比表面积和保水值的测定，研究了超声波处理对纤维素超分子结构、形态结构和可及度的影响，分析超声波活化对微晶纤维素选择性氧化性能的影响，初步探讨了其作用机理。结果表明，超声波作用后纤维素的聚合度变化不大，晶型没有发生改变，晶粒尺寸基本不变；但是超声波能使纤维素分子中的氢键受到破坏，结晶度下降；结构疏松，分子排列的规整性减小；比表面积和保水值增大，增加纤维素对试剂的可及度，提高纤维素的反应性能。超声波处理后所制得氧化纤维素的醛基含量由未活化时的64.19％提高到85.00％。以碱润胀活化微晶纤维素为原料，高碘酸钠为选择性氧化剂，制备了尿素氮口服吸附剂——氧化纤维素(简称DAC)。考察了各影响因素对氧化纤维素醛基含量的影响；通过XRD、FTIR、元素分析以及化学官能团测定等手段对DAC的结构进行表征；探讨了氧化纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系，并研究了氧化纤维素对尿素的吸附平衡和吸附动力学。结果表明，氧化纤维素制备的较佳条件为：高碘酸钠与微晶纤维素的质量比为2.4：1，反应温度为35℃，反应时间为3.5 h，反应介质的pH为2，此时，氧化纤维素的醛基含量为92.95％，得率为75.67％。氧化纤维素对尿素的吸附容量随醛基含量的增加先增大后减小，吸附温度为37℃，吸附介质的pH为7时，对尿素的最大吸附容量为59.23 mg／g；吸附平衡时间为4 h；吸附等温线符合Freundich方程。首次以氧化纤维素为原料，3，5—二硝基苯甲酰氯为酯化试剂，在吡啶为溶剂兼催化剂作用下，制备复合靶向口服吸附剂3，5—二硝基苯甲酸氧化纤维素酯(简称DCNB)。通过XRD、FTIR、元素分析和SEM等手段对DCNB的超分子结构、化学结构和表面结构进行表征；以酯化度为指标，考察了各影响因素对DCNB制备的影响；在模拟人体生理介质的条件下，研究了DCNB对尿素和肌酐的吸附性能。结果表明，DCNB的较佳合成条件为DNBZ—C1与DAC的摩尔比为3：1，反应时间为3 h，反应温度为80℃，吡啶用量为40 mL／1.0 g DAC，室温活化，此时，DCNB的酯化度为0.93，得率为69.78％。酯化度、吸附剂用量、吸附温度和溶液pH对DCNB的吸附性能都有很大的影响。对于尿素吸附和肌酐吸附，吸附剂DCNB的最佳加入量均为0.1g／10 mL透析液；DCNB对尿素和肌酐的吸附平衡时间分别为5 h和6 h；吸附温度为37℃，吸附介质的pH为7时，取代度为0.93的3，5—二硝基苯甲酸氧化纤维素酯对尿素和肌酐的饱和吸附容量分别为14.75 mg／g和2.974 mg／g。在20～50℃和所研究的浓度范围内，尿素和肌酐在DCNB上的吸附等温线均符合Freundich方程。利用热力学函数计算了DCNB对尿素和肌酐的等量吸附焓、吸附自由能和吸附熵，并对吸附行为作了合理的解释。DCNB对尿素的吸附为化学吸附为主的吸热过程，对肌酐的吸附为自发的放热过程。为了避免DCNB中醛基对胃粘膜的刺激作用，首次将DCNB制成海藻酸钙微球。考察了海藻酸钠和氯化钙浓度对微球成型性的影响，研究了海藻酸钙微球的溶胀特性，并且与DCNB对比，研究了DCNB微球对尿素和肌酐的吸附性能。结果表明，DCNB海藻酸钙微球具有pH敏感性，在胃的酸性环境中不溶胀，而在肠的偏碱性环境中溶胀；能达到对尿素、肌酐很好吸附的作用，吸附温度为37℃，吸附介质的pH为7时，DCNB海藻酸钙微球对尿素的最大吸附容量为37.34 mg／g，对肌酐的最大吸附容量为1.458 mg／g。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-21
  1.1 纤维素及其衍生物简介  10-13
    1.1.1 纤维素的结构特点  10
    1.1.2 纤维素的活化  10-12
    1.1.3 纤维素在医学中的应用  12-13
  1.2 慢性肾功能衰竭  13-17
    1.2.1 慢性肾功能衰竭简介  13
    1.2.2 尿毒症毒素  13-15
    1.2.3 尿毒症的治疗方法  15-17
  1.3 口服吸附剂研究进展  17-18
    1.3.1 氧化淀粉  17
    1.3.2 活性炭吸附剂  17-18
    1.3.3 酶制剂  18
    1.3.4 氧化纤维素  18
    1.3.5 新型纤维素、淀粉衍生物类  18
  1.4 研究意义及主要研究内容  18-21
    1.4.1 研究意义  18-19
    1.4.2 研究内容  19
    1.4.3 创新点  19-21
2 超声波活化对纤维素结构和反应性能的影响  21-29
  2.1 引言  21
  2.2 实验部分  21-24
    2.2.1 实验试剂与仪器  21-22
    2.2.2 微晶纤维素的活化  22-23
    2.2.3 超声波活化微晶纤维素试样的表征  23-24
    2.2.4 氧化纤维素的制备  24
  2.3 结果与讨论  24-28
    2.3.1 活化处理对纤维素超分子结构的影响  24-25
    2.3.2 活化处理对纤维素形态结构的影响  25-26
    2.3.3 活化处理对纤维素可及度的影响  26-27
    2.3.4 活化处理对纤维素选择性氧化反应性能的影响  27
    2.3.5 活化处理提高纤维素反应性能的作用机理探讨  27-28
  2.4 本章小结  28-29
3 氧化纤维素的制备及对尿素的吸附性能  29-39
  3.1 引言  29
  3.2 实验部分  29-32
    3.2.1 实验试剂与仪器  29-30
    3.2.2 氧化纤维素的制备  30
    3.2.3 氧化纤维素的结构表征  30
    3.2.4 氧化纤维素对尿素的吸附性能测定  30-32
  3.3 结果与讨论  32-38
    3.3.1 实验原理  32
    3.3.2 最佳合成条件的确定  32-34
    3.3.3 氧化纤维素的结构分析  34-35
    3.3.4 氧化纤维素对尿素的吸附性能  35-38
  3.4 本章小结  38-39
4 氧化纤维素酯的制备及对尿素和肌酐的吸附性能  39-60
  4.1 引言  39-40
  4.2 实验部分  40-43
    4.2.1 实验试剂与仪器  40
    4.2.2 3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯的制备  40-41
    4.2.3 3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯的结构表征  41
    4.2.4 3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯的吸附性能测定  41-43
  4.3 结果与讨论  43-58
    4.3.1 实验原理  43-45
    4.3.2 最佳合成条件的确定  45-47
    4.3.3 3，5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯的结构分析  47-49
    4.3.4 3，5二硝基苯甲酸氧化纤维素酯对尿素的吸附性能  49-54
    4.3.5 3，5二硝基苯甲酸氧化纤维素酯对肌酐的吸附性能  54-58
  4.4 本章小结  58-60
5 氧化纤维素酯微球的制备及吸附性能  60-67
  5.1 引言  60
  5.2 实验部分  60-61
    5.2.1 实验试剂与仪器  60
    5.2.2 海藻酸钙微球的制备  60-61
    5.2.3 海藻酸钙微球的形态结构观察  61
    5.2.4 海藻酸钙微球溶胀性能测定  61
    5.2.5 海藻酸钙微球吸附性能的测定  61
  5.3 结果与讨论  61-66
    5.3.1 海藻酸钙微球制备最佳条件的确定  61-62
    5.3.2 海藻酸钙微球的形态结构分析  62-63
    5.3.3 海藻酸钙微球的溶胀性分析  63
    5.3.4 海藻酸钙微球的尿素吸附性能  63-64
    5.3.5 海藻酸钙微球的肌酐吸附性能  64-66
  5.4 本章小结  66-67
结论  67-70
参考文献  70-75
附图海藻酸钙微球溶胀性能观察  75-77
攻读学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78-79

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